(57)【要約】  測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ装置と、測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ装置とを備えることにより、測定対象の特定部位にＰＥＴ検出器を近接させて高感度化を図ると共に、広い視野を画像化できる近接撮影型ＰＥＴ装置およびシステムを提供する。
2011125212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ装置と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ装置と、
を備えたことを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項２】
前記部位別ＰＥＴ装置が、前記全身用ＰＥＴ装置に対し、測定対象の長軸方向に相対的に移動できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項３】
前記部位別ＰＥＴ装置が前記全身用ＰＥＴ装置の測定ポート内に挿入可能とされている請求項２に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項４】
前記部位別ＰＥＴ装置同士による同時計数測定、前記全身用ＰＥＴ装置同士による同時計数測定、及び、前記部位別ＰＥＴ装置と全身用ＰＥＴ装置による同時計数測定を行うようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項５】
前記部位別ＰＥＴ装置の視野と全身用ＰＥＴ装置の視野が一部重複するようにされている請求項１乃至４のいずれかに記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項６】
前記部位別ＰＥＴ装置が測定対象のベッドに取付けられている請求項１乃至５のいずれかに記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項７】
前記部位別ＰＥＴ装置が測定対象のベッドに対してスライド可能とされている請求項６に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項８】
前記部位別ＰＥＴ装置が測定対象のベッドに対して着脱可能とされている請求項６又は７に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項９】
前記部位別ＰＥＴ装置がベルトにより測定対象のベッドに取付可能とされている請求項８に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項１０】
前記部位別ＰＥＴ装置が頭部用ＰＥＴ装置である請求項１乃至９のいずれかに記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項１１】
前記部位別ＰＥＴ装置が乳房用ＰＥＴ装置である請求項１乃至９のいずれかに記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項１２】
前記乳房用ＰＥＴ装置が円筒形の検出器を左右の乳房に合わせて配置したものである請求項１１に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項１３】
前記乳房用ＰＥＴ装置が四角形の筒状に並んだ検出器を左右の乳房に合わせて配置したものである請求項１１に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項１４】
前記円筒形又は四角形の筒状の２つの検出器の接点付近において検出器が共通化されている請求項１２又は１３に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項１５】
前記乳房用ＰＥＴ装置が１つの四角形の筒状の検出器であり、両方の乳房を覆うようにされている請求項１１に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項１６】
前記乳房用ＰＥＴ装置の底部にもＰＥＴ検出器が設けられている請求項１１乃至１５のいずれかに記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項１７】
前記乳房用ＰＥＴ装置が２枚の平面状の検出器で乳房をはさむようにされている請求項１１に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項１８】
前記乳房用ＰＥＴ装置が４枚の平面状の検出器で左右の乳房をそれぞれはさむようにされている請求項１１に記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項１９】
前記乳房用ＰＥＴ装置がベッドに埋め込まれており、伏臥位で測定対象をベッド上に寝かした際に、乳房が前記乳房用ＰＥＴ装置の視野に自然に入るようにされている請求項１１乃至１８のいずれかに記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項２０】
前記部位別ＰＥＴ装置が体幹部用ＰＥＴ装置である請求項１乃至９のいずれかに記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項２１】
前記部位別ＰＥＴ装置を構成する放射線検出器がＤＯＩ検出器である請求項１乃至２０のいずれかに記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項２２】
前記部位別ＰＥＴ装置及び前記全身用ＰＥＴ装置を構成する放射線検出器の受光素子が半導体受光素子であり、ＭＲＩの近傍もしくはＭＲＩの測定ポート内で使用できるようにした請求項１乃至２１のいずれかに記載の近接撮影型ＰＥＴ装置。
【請求項２３】
測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ検出器と、
該部位別ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する部位別放射線位置演算器と、
消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する部位別同時計数回路と、
部位別データ収集装置と、
該部位別データ収集装置の出力により画像再構成を行う部位別画像再構成装置と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ検出器と、
該全身用ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する全身用放射線位置演算器と、
消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する全身用同時計数回路と、
全身用データ収集装置と、
該全身用データ収集装置の出力により画像再構成を行う全身用画像再構成装置と、
を備え、
前記部位別画像再構成装置と全身用画像再構成装置のＰＥＴ画像を足し合わせて複合画像を出力することを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置システム。
【請求項２４】
測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ検出器と、
該部位別ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する部位別放射線位置演算器と、
消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する部位別同時計数回路と、
部位別データ収集装置と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ検出器と、
該全身用ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する全身用放射線位置演算器と、
消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する全身用同時計数回路と、
全身用データ収集装置と、
前記部位別データ収集装置及び全身用データ収集装置の出力により画像再構成を行う画像再構成装置と、
を備えたことを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置システム。
【請求項２５】
測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ検出器と、
該部位別ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する部位別放射線位置演算器と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ検出器と、
該全身用ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する全身用放射線位置演算器と、
前記部位別放射線位置演算器と全身用放射線位置演算器のシングルイベントデータを合算したデータから、消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する同時計数装置と、
データ収集装置と、
該データ収集装置の出力により画像再構成を行う画像再構成装置と、
を備えたことを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置システム。
【請求項２６】
測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ検出器と、
該部位別ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する部位別放射線位置演算器と、
前記シングルイベントデータを保存する部位別データ収集装置と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ検出器と、
該全身用ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する全身用放射線位置演算器と、
前記シングルイベントデータを保存する全身用データ収集装置と、
前記部位別データ収集装置と全身用データ収集装置のシングルイベントデータを合算したデータから、消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する同時計数装置と、
該同時計数装置の出力により画像再構成を行う画像再構成装置と、
を備えたことを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置システム。
【請求項２７】
測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ検出器と、
該部位別ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する部位別放射線位置演算器と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ検出器と、
該全身用ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する全身用放射線位置演算器と、
前記２種類のシングルイベントデータを合算して保存するデータ収集装置と、
合算したデータから、消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する同時計数装置と、
該同時計数装置の出力により画像再構成を行う画像再構成装置と、
を備えたことを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接撮影型ＰＥＴ装置及びシステムに係り、特に、測定対象の特定部位にＰＥＴ検出器を近接させて高感度化を図ると共に、広い視野を画像化できる近接撮影型ＰＥＴ装置およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴは、陽電子放出核種で標識した薬剤を体内に投与し、薬剤の空間的および時間的な分布を画像化する方法であり、全身の癌やアルツハイマー病の早期診断等に有効であると注目を集めている。【０００３】
ＰＥＴ装置は、測定対象を取り囲むようにリング状に配置した放射線検出器から構成される。ＰＥＴの原理は次のとおりである。陽電子崩壊によって陽電子放出核種から放出された陽電子が周囲の電子と対消滅し、それによってほぼ正反対方向に飛び出す一対の５１１ｋｅＶの消滅放射線を、一対の放射線検出器で同時計数の原理によって測定する。これにより、核種の存在位置を、一対の放射線検出器同士を結ぶ１本の線分（ＬＯＲ）上に特定することができる。【０００４】
従来のＰＥＴ装置では、放射線検出器を測定対象に近づけて装置感度を高めようとすると分解能が低下してしまうため、検出器リング径を大きくし、感度を犠牲にして分解能を高めてきた。これは、消滅放射線を十分に検出するためには、３ｃｍ厚ほどのシンチレーション結晶で放射線をいったん可視光に変換した後、光電子増倍管などの受光素子でそれを電気信号に変換するという２段階方式が適するが、放射線検出器を体に近づけて感度を高めようとすると、結晶素子の厚みによって斜め方向から入射する消滅放射線に対する位置精度が劣化してしまうためである。【０００５】
これを解決するために、結晶内の深さ方向の相互作用位置（ｄｅｐｔｈ−ｏｆ−ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ：ＤＯＩ）を弁別するＤＯＩ検出器が開発されてきた（特許文献１-８、非特許文献１-８）。さらに、光電子増倍管の代わりに半導体受光素子を使用して、ＤＯＩ弁別能を高めたＤＯＩ検出器の開発も進んでいる（特許文献９、非特許文献９）。ＤＯＩ検出器は、測定対象に近づけても位置検出精度が劣化しないため、感度と分解能を共に高めることができる。なお、一対の消滅放射線が成す角度が１８０度から多少ずれてしまうため（角度揺動と呼ばれる現象）、検出器リング径が大きいほど核種の存在位置に与える誤差が大きくなることが知られている。よって、放射線検出器の近接化は、角度動揺による影響を低減し、分解能をさらに高めることにも貢献する。分解能が高いほどより小さい病変が検出でき、感度が高いほど、画像の定量性向上に貢献する。【０００６】
２層ＤＯＩ検出器は、頭部専用ＰＥＴ装置「ＨＲＲＴ」で実用化された（非特許文献１０）。また、４層ＤＯＩ検出器は、発明者らが開発した頭部専用ＰＥＴ装置「ｊＰＥＴ−Ｄ４」や（非特許文献１１）、乳がん診断専用ＰＥＴ装置（特許文献１０-１２、非特許文献１２）にて検討や開発の例がある。部位別装置と言っても、放射線検出器は、受光素子である光電子増倍管等がコンパクトでないため、装置全体は大きくなる。【０００７】
又、ＰＥＴ薬剤は全身に広がる一方で、部位別ＰＥＴ装置では対象部位しか測定できない。全身の測定をするためには、部位別ＰＥＴの測定前または後に、別途全身用のＰＥＴ装置で測定する必要があり、時間的効率が悪いという問題点を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−３３７２８９号公報
【特許文献２】特開平１１−１４２５２３号公報
【特許文献３】特開２００４−１３２９３０号公報
【特許文献４】特開２００４−２７９０５７号公報
【特許文献５】特開２００７−９３３７６号公報
【特許文献６】特開２００５−４３０６２号公報
【特許文献７】特開平８−５７４６号公報
【特許文献８】特開平５−１２６９５７号公報
【特許文献９】特開２００９-１２１９２９号公報
【特許文献１０】特開２００７-２７１４５２号公報
【特許文献１１】特開２００７-２３２６８５号公報
【特許文献１２】再表２００７-１１９４５９号公報
【特許文献１３】再表２００９-１３３６２８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】J.Seidel,J.J.Vaquero,S.Siegel,W.R.Gandler,and M.V.Green,“Depthidentification accuracy of a three layer phoswich PETdetector module,”IEEETrans.onNucl.Sci.,vol.46,No.3,pp.485-490,June 1999
【非特許文献２】S.Yamamoto and H.Ishibashi,“AGSOdepth of interaction detector for PET,”IEEE Trans.on Nucl.Sci.,vol.45,No.3,pp.1078-1082,June 1998
【非特許文献３】H.Liu,T.Omura,M.Watanabe,and T.Yamashita,“Developmentof a depth of interaction detector for γ-rays,”Nucl.Inst.Meth.,A459,pp.182-190,2001.
【非特許文献４】N.Zhang,C.J.Thompson,D.Togane,F.Cayouette,K.Q.Nguyen,M.L.Camborde,“Anode position and last dynode timing circuits for dual-layer BGO scintillator with PS-PMT based modular PET detectors,”IEEE Trans.Nucl.Sci.,Vol.49,No.5,pp.2203-2207,October 2002.
【非特許文献５】T.Tsuda,H.Murayama,K.Kitamura,T.Yamaya,E.Yoshida,T.Omura,H.Kawai,N.Inadama,andN.Orita,“A four layer depth of interaction detector block for small animalPET,”IEEETrans.Nucl.Sci.,vol.51,pp.2537-2542,October2004.
【非特許文献６】T.Hasegawa,M.Ishikawa,K.Maruyama,N.Inadama,E.Yoshida,and H.Murayama,“Depth-of-interactionrecognition using optical filters for nuclear medicine imaging,”IEEE Trans.Nucl.Sci.,vol.52,pp.4-7,February 2005.
【非特許文献７】S. J. Hong, S. I. Kwon, M. Ito, G. S. Lee,K.-S. Sim, K. S. Park, J. T.Rhee, and J. S. Lee,“Conceptverification of three-layer DOI detectors for small animal PET,” IEEETrans. Nucl.Sci., vol.51,pp.912-917, June 2008.
【非特許文献８】N. Inadama, H.Murayama, M. Hamamoto, T. Tsuda,Y. Ono, T. Yamaya, E.Yoshida,K. Shibuya, and F. Nishikido,“8-layer DOI encoding of 3-dimensional crystal array,” IEEE Trans. Nucl.Sci.,vol.53, pp. 2523-2528, October 2006.
【非特許文献９】Y. Yazaki, H.Murayama, N. Inadama, A. Ohmura,H.Osada, F. Nishikido, K.Shibuya, T. Yamaya, E. Yoshida,T. Moriya, T.Yamashita,H. Kawai, “Preliminary study on a new DOI PET detectorwith limited number of photo-detectors, ”The 5thKorea-Japan Joint Meeting on Medical Physics, Sept 10-12, 2008, Jeju, Korea, YI-R2-3,2008.
【非特許文献１０】Wienhard K, Schmand M, Casey ME, et al: The ECATHRRT:performance and first clinical application of thenew high-resolution research tomograph. IEEE TransNuclSci49: 104-110, 2002.
【非特許文献１１】Yamaya T, Yoshida E, Obi T, et al: First human brain imaging by thejPET-D4prototype with a pre-computed system matrix, IEEE Trans NuclSci, 55: 2482-2492, 2008.
【非特許文献１２】Masafumi Furuta, et al: Basic Evaluation of aC-Shaped Breast PET Scanner, 2009 IEEE Nuclear Science Symposium ConferenceRecord, M05-1, 2009
【非特許文献１３】H.Iida,他、“A New PET Camera for noninvasive quantitation of physiological functional parametric images.HEADTOME-V-Dual.,”Quantification of brain functionusing PET(eds.R.Myers,V.Cunningham,D.Bailey,T.Jones)p.57-61,AcademicPress,London,1996)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、測定対象の特定部位にＰＥＴ検出器を近接させて高感度化を図ると共に、広い視野を画像化できる近接撮影型ＰＥＴ装置およびシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、
測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ装置と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ装置と、
を備えたことを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置により、前記課題を解決したものである。【００１２】
ここで、前記部位別ＰＥＴ装置が、前記全身用ＰＥＴ装置に対し、測定対象の長軸方向に相対的に移動できるようにすることができる。【００１３】
又、前記部位別ＰＥＴ装置を前記全身用ＰＥＴ装置の測定ポート内に挿入可能とすることができる。【００１４】
前記部位別ＰＥＴ装置同士による同時計数測定、前記全身用ＰＥＴ装置同士による同時計数測定、及び、前記部位別ＰＥＴ装置と全身用ＰＥＴ装置による同時計数測定を行うことができる。【００１５】
又、前記部位別ＰＥＴ装置の視野と全身用ＰＥＴ装置の視野が一部重複するようにすることができる。【００１６】
又、前記部位別ＰＥＴ装置を測定対象のベッドに取付けることができる。【００１７】
又、前記部位別ＰＥＴ装置を測定対象のベッドに対してスライド可能とすることができる。【００１８】
又、前記部位別ＰＥＴ装置を測定対象のベッドに対して着脱可能とすることができる。【００１９】
又、前記部位別ＰＥＴ装置をベルトにより測定対象のベッドに取付可能とすることができる。【００２０】
又、前記部位別ＰＥＴ装置を頭部用ＰＥＴ装置とすることができる。【００２１】
又、前記部位別ＰＥＴ装置を乳房用ＰＥＴ装置とすることができる。【００２２】
又、前記乳房用ＰＥＴ装置を円筒形の検出器を左右の乳房に合わせて配置したものとすることができる。【００２３】
又、前記乳房用ＰＥＴ装置を四角形の筒状に並んだ検出器を左右の乳房に合わせて配置したものとすることができる。【００２４】
又、前記円筒形又は四角形の筒状の２つの検出器の接点付近において検出器を共通化することができる。【００２５】
又、前記乳房用ＰＥＴ装置を１つの四角形の筒状の検出器とし、両方の乳房を覆うようにすることができる。【００２６】
又、前記乳房用ＰＥＴ装置の底部にもＰＥＴ検出器を設けることができる。【００２７】
又、前記乳房用ＰＥＴ装置が２枚の平面状の検出器で乳房をはさむようすることができる。【００２８】
又、前記乳房用ＰＥＴ装置が４枚の平面状の検出器で左右の乳房をそれぞれはさむようにすることができる。【００２９】
又、前記乳房用ＰＥＴ装置をベッドに埋め込み、伏臥位で測定対象をベッド上に寝かした際に、乳房が前記乳房用ＰＥＴ装置の視野に自然に入るようにすることができる。【００３０】
又、前記部位別ＰＥＴ装置を体幹部用ＰＥＴ装置とすることができる。【００３１】
又、前記部位別ＰＥＴ装置を構成する放射線検出器をＤＯＩ検出器とすることができる。【００３２】
又、前記部位別ＰＥＴ装置及び前記全身用ＰＥＴ装置を構成する放射線検出器の受光素子を半導体受光素子とし、ＭＲＩの近傍もしくはＭＲＩの測定ポート内で使用できるようにすることができる。【００３３】
本発明は、又、測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ検出器と、
該部位別ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する部位別放射線位置演算器と、
消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する部位別同時計数回路と、
部位別データ収集装置と、
該部位別データ収集装置の出力により画像再構成を行う部位別画像再構成装置と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ検出器と、
該全身用ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する全身用放射線位置演算器と、
消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する全身用同時計数回路と、
全身用データ収集装置と、
該全身用データ収集装置の出力により画像再構成を行う全身用画像再構成装置と、
を備え、
前記部位別画像再構成装置と全身用画像再構成装置のＰＥＴ画像を足し合わせて複合画像を出力することを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置システムを提供するものである。【００３４】
又、測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ検出器と、
該部位別ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する部位別放射線位置演算器と、
消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する部位別同時計数回路と、
部位別データ収集装置と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ検出器と、
該全身用ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する全身用放射線位置演算器と、
消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する全身用同時計数回路と、
全身用データ収集装置と、
前記部位別データ収集装置及び全身用データ収集装置の出力により画像再構成を行う画像再構成装置と、
を備えたことを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置システムを提供するものである。【００３５】
又、測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ検出器と、
該部位別ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する部位別放射線位置演算器と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ検出器と、
該全身用ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する全身用放射線位置演算器と、
前記部位別放射線位置演算器と全身用放射線位置演算器のシングルイベントデータを合算したデータから、消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する同時計数装置と、
データ収集装置と、
該データ収集装置の出力により画像再構成を行う画像再構成装置と、
を備えたことを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置システムを提供するものである。【００３６】
又、測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ検出器と、
該部位別ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する部位別放射線位置演算器と、
前記シングルイベントデータを保存する部位別データ収集装置と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ検出器と、
該全身用ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する全身用放射線位置演算器と、
前記シングルイベントデータを保存する全身用データ収集装置と、
前記部位別データ収集装置と全身用データ収集装置のシングルイベントデータを合算したデータから、消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する同時計数装置と、
該同時計数装置の出力により画像再構成を行う画像再構成装置と、
を備えたことを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置システムを提供するものである。【００３７】
又、測定対象の特定部位に近接して配置される部位別ＰＥＴ検出器と、
該部位別ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する部位別放射線位置演算器と、
測定対象の全身を撮影可能な全身用ＰＥＴ検出器と、
該全身用ＰＥＴ検出器の出力により位置演算を行ってシングルイベントデータを出力する全身用放射線位置演算器と、
前記２種類のシングルイベントデータを合算して保存するデータ収集装置と、
合算したデータから、消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータを探し、コインシデンスデータとして出力する同時計数装置と、
該同時計数装置の出力により画像再構成を行う画像再構成装置と、
を備えたことを特徴とする近接撮影型ＰＥＴ装置システムを提供するものである。
【発明の効果】
【００３８】
がん診断を例にとれば、特定部位を高精度に検査しながら、全身への転移有無を確認することが、一度にできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態を示す（ａ）正面図及び（ｂ）側面から見た断面図
【図２】ガイドレールおよび頭部用ＰＥＴ装置のスライド機構の別の形態を示す（ａ）正面図及び（ｂ）平面図
【図３】ベッドの代表的な動作側を示す断面図
【図４】システムの様々な構成側を示すブロック図
【図５】測定対象の長軸に沿ったＰＥＴ画像の感度のプロファイルを示す図
【図６】計測開始時における、頭部用ＰＥＴ検出器と全身用ＰＥＴ検出器の位置関係を示す断面図
【図７】頭部用ＰＥＴ装置を取り外し可能にする、もうひとつの形態を示す斜視図
【図８】頭部以外においても利用可能な局所撮影用のＰＥＴ装置を示す分解斜視図
【図９】本発明の第２実施形態を示す（ａ）正面図及び（ｂ）側面から見た断面図
【図１０】本発明の第３実施形態を示す（ａ）正面図及び（ｂ）側面から見た断面図
【図１１】第２、第３実施形態の部位別ＰＥＴ検出器の様々な例を示す平面図
【図１２】ＰＥＴ／ＭＲＩ装置に本発明を応用した実施例を示す（ａ）正面図及び（ｂ）側面から見た断面図
【図１３】前記実施例における検査開始から検査終了までの移動状態を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００４１】
本発明の実施形態を図１に示す。図において、６０は従来の、またはそれに似た構造をもつ全身用ＰＥＴ装置であり、ベッド移動装置２２により、測定対象１０（例えば患者）をベッド２０ごと、全身用ＰＥＴ装置６０の患者ポート６２へスライドして挿入することにより、内蔵するＰＥＴ検出器２１４の視野幅よりも広い範囲を計測することができる。ここで、６は陽電子放出核の一例、８は消滅放射線の一例、２４は、患者１０を保護するためのクッション、２６は、ベッド上下機構である。
【００４２】
図１は、頭部用ＰＥＴ装置７０をベッド２０と一体化させた例である。頭部用ＰＥＴ装置７０が内包するＰＥＴ検出器２１２は、測定対象に近接化させるため、ＤＯＩ検出器であることが好ましい。さらに、頭部用ＰＥＴ装置７０は、患者ポート６２に挿入できるよう、外径を患者ポート６２の内径より小さくする必要がある。コンパクトなＤＯＩ検出器の候補としては、発明者らが開発を進めている特許文献９や非特許文献９に示されたＤＯＩ検出器（以下、クリスタルキューブ検出器と称する）が挙げられる。
【００４３】
頭部用ＰＥＴ装置７０は、ベッド２０に固定されてもよいが、図１では、ベッド２０上にガイドレール２１を設けて、頭部用ＰＥＴ装置７０をベッド２０に対してスライドできるようにしている。これにより、測定対象１０をベッド２０に寝かせる際に、頭部用ＰＥＴ装置７０を図の左方（図中、点線矢印の方向）に除去して、測定対象１０のセットアップを容易にすることができる。
【００４４】
図２は、ガイドレール２１および頭部用ＰＥＴ装置７０のスライド機構の別の形態を示しており、ガイドレール２１の片側をベッド２０の端まで延長するなどして、頭部用ＰＥＴ装置７０を取り外し可能にしている。
【００４５】
図１のベッド２０の代表的な動作例を図３に示す。図では、頭部用ＰＥＴ検出器２１２の視野と全身用ＰＥＴ検出器２１４の視野が接する位置を（ａ）ＰＥＴ計測開始時とし、測定範囲の末端（図では測定対象１０のつま先）が全身用ＰＥＴ検出器２１４の視野に入ったところを（ｂ）ＰＥＴ計測終了時としている。
【００４６】
なお、開始位置と終了位置は逆でもよいし、往復移動としてもよい。開始位置と終了位置は、厳密である必要はない。
【００４７】
また、ベッド２０の移動は、連続でもよいし、ステップアンドシュート方式でもよい。
【００４８】
ベッド２０の移動を特定の部位が全身用ＰＥＴ検出器２１４の視野内に入ったところで停止すれば、局所（図では頭部）と全身ではなく、頭部ともうひとつの局所の２箇所を高精度に検査することもできる。これは先行例があり、秋田県脳血管研究センターでは、市販のＰＥＴ装置を２台並べて、脳と心臓の領域を同時刻にそれぞれ独立してＰＥＴ撮影する研究が行われた（非特許文献１３）。 
【００４９】
もうひとつの局所が、全身用ＰＥＴ検出器２１４の視野幅よりも広い場合は、もうひとつの局所をカバーする分だけ、ベッド２０を移動すればよい。
【００５０】
次に、同時計数測定について述べる。図３に示すように、少なくとも、頭部用ＰＥＴ検出器２１２同士による同時計数測定８Ｈと、全身用ＰＥＴ検出器２１４による同時計数測定８Ｂをする必要がある。さらに、特許文献１３に記載された開放型ＰＥＴ装置の方法を応用し、双方による同時計数測定８Ｘを行うようにすれば、頭部用ＰＥＴ検出器２１２と全身用ＰＥＴ検出器２１４の境界付近Ａ（後出図５参照）や間Ｂ（図１(b)）から発生した消滅放射線も逃さず検出することができる。
【００５１】
現実的には、図３(b)のように、頭部用ＰＥＴ検出器２１２と全身用ＰＥＴ検出器２１４が十分に離れている状況では、同時計数線が斜めになり、測定対象を横切る長さが増えるため、測定対象による吸収や散乱の作用を受けてしまう。よって、ある程度傾斜した同時計数線は、ノイズ成分を多く含むようになってしまうため、計測しない、もしくは画像再構成演算にて使わないようにすることもできる。
【００５２】
図４はシステムの構成、図５は測定対象の長軸に沿ったＰＥＴ画像の感度のプロファイルを示している。ここでは、全身用ＰＥＴ検出器２１４が、頭部用ＰＥＴ検出器２１２がカバーする視野以外を全てカバーするとしている。
【００５３】
まず、図４を用いて、システムの基本構成を説明する。頭部用ＰＥＴ装置７０において、消滅放射線の一方が頭部用ＰＥＴ検出器２１２で検出されると、アナログデータＡＤとして頭部用放射線位置演算器７４へ送られ、位置演算やデジタル化処理の後、シングルイベントデータＳＤとして頭部用同時計数回路７６に送られる。頭部用同時計数回路７６では、消滅放射線のペアとなる２つのシングルイベントデータＳＤを探し、コインシデンスデータＣＤとして頭部用データ収集装置５００Ｈへ送る。そして、頭部用画像再構成装置４００Ｈにて画像再構成演算を行い、ＰＥＴ画像ＩＭＧが出力される。全身用ＰＥＴ装置６０の基本構成も、頭部用ＰＥＴ装置７０と同じであるが、ベッド２０を移動しながら広い測定対象を計測するため、測定対象と全身用ＰＥＴ検出器２１４との相対的位置情報とコインシデンスデータＣＤを関連付けておく必要がある。
【００５４】
図４(a)に示す方法Ａは、頭部用ＰＥＴ装置７０と全身用ＰＥＴ装置６０が独立したシステムを構成している例であり、最後のそれぞれのＰＥＴ画像を足し合わせて複合画像（全身用ＰＥＴ装置で頭部以外の全身を測定する場合は、全身画像）を得る。
【００５５】
しかし、この構成では図３で８Ｘとして示した全身用ＰＥＴ検出器２１４と頭部用ＰＥＴ検出器２１２の間での同時計数測定ができないため、図５(a)に示すように、頭部と胴体のつなぎ目において、感度の極端な低下が起きてしまう。
【００５６】
図４(b)に示す方法Ｂのように、画像再構成装置４００を共通化し、頭部用データ収集装置５００Ｈおよび全身用データ収集装置５００ＢからのコインシデンスデータＣＤを合算しても、全身用ＰＥＴ検出器２１４と頭部用ＰＥＴ検出器２１２の間での同時計数測定はできない。
【００５７】
図４(c)の方法Ｃおよび図４(d)の方法Ｄは、全身用ＰＥＴ検出器２１４と頭部用ＰＥＴ検出器２１２の間での同時計数測定を可能にするシステム構成である。図４(c)の方法Ｃでは、それぞれの放射線位置演算器７４、６４から出力されるシングルイベントデータＳＤを合算し、共通の同時計数装置５１０に送る。図４(d)の方法Ｄは、それぞれの装置において、シングルイベントデータＳＤを頭部用データ収集装置５００Ｈまたは全身用データ収集装置５００Ｂにて一旦保存した後、共通の同時計数装置５１０で同時計数ペアを探索する。図４(c)の方法Ｃは、同時計数装置５１０までの処理をオンラインで高速処理できる一方、図中切り離し箇所として示す頭部用放射線位置演算器７４と同時計数装置５１０の配線は複雑になるため、頭部用ＰＥＴ装置７０を取り外すのは容易でない。よって、方法Ｃは、部位別ＰＥＴ装置（ここでは頭部用ＰＥＴ装置７０）と全身用ＰＥＴ装置６０がはじめから一体化されたシステムに適した方法であるといえる。一方、図４(d)の方法Ｄは、一旦データ収集装置５００Ｈ、５００ＢでシングルイベントデータＳＤを保存するため、方法Ｃほどのオンライン性は確保できないが、図中切り離し箇所として示す頭部用データ収集装置５００Ｈと同時計数装置５１０の配線は、例えばＬＡＮケーブルなどシンプルな構成にできるため、部位別ＰＥＴ装置（ここでは頭部用ＰＥＴ装置７０）と全身用ＰＥＴ装置６０を容易に切り離すことが可能となる。
【００５８】
図４(c)の方法Ｃおよび図４(d)の方法Ｄでは、全身用ＰＥＴ検出器２１４と頭部用ＰＥＴ検出器２１２の間での同時計数測定が可能になるため、図５(b)のように、頭部と胴体の境界付近における感度の低下を抑えることができる。
【００５９】
計測開始時における、頭部用ＰＥＴ検出器２１２と全身用ＰＥＴ検出器２１４の位置関係を図６に示す。図６(a)では、頭部用ＰＥＴ検出器２１２の視野と全身用ＰＥＴ検出器２１４の視野が接する位置をＰＥＴ計測開始時としているが、図示する消滅放射線８のように、頭部用ＰＥＴ検出器２１２と全身用ＰＥＴ検出器２１４の隙間において、放射線を取り逃がしてしまう。
【００６０】
そこで、図６(b)に例示するように、頭部用ＰＥＴ検出器２１２と全身用ＰＥＴ検出器２１４の視野を少し重複させるとよい。図６(b)では、全身用ＰＥＴ検出器２１４のリング両端の最も遠い検出器同士を結ぶ線分（図では破線で表示）に頭部用ＰＥＴ検出器２１２が接する位置を、ＰＥＴ計測開始時としている。
【００６１】
頭部用ＰＥＴ装置７０を取り外し可能にする、もうひとつの形態を図７に示す。５０は、ベッド２０に頭部用ＰＥＴ装置７０を固定するベルトである。たとえば、マジックテープ（登録商標）にすれば、固定および解除を容易にすることができる。２５０は信号および電源供給ケーブル、２５２は端子である。本形態では、ベッド２０に特別な機構を必要としないため、既存の不特定のベッドに容易に頭部用ＰＥＴ装置を装着でき、便利である。
【００６２】
尚、局所撮影用のＰＥＴ装置は、頭部に限らない。図８は、頭部以外においても利用可能な局所撮影用のＰＥＴ装置である。検出器リング２１０は、全身がぎりぎり通るくらいの大きさとし、円形でなくてもよい。図では楕円形としている。ベッド２０は、ガイドレール２１を含む土台２０Ｂ、支柱２０Ｓおよびカバー２０Ｃから構成され、検出器リング２１０は、リングの一部を土台２０Ｂとカバー２０Ｃの間に挟むように配置する。これによって、測定対象１０をベッド２０に寝かせたまま、計測箇所を覆う適切な位置に検出器リング２１０をスライド移動することができて、便利である。
【００６３】
図９は、乳房専用の部位別ＰＥＴ検出器８０がベッド２０と一体化されており、全身用ＰＥＴ装置６０と合わせることで、乳房部分を精密に検査しながら、全身の検査も同時に行う第２実施形態を示している。乳房専用の部位別ＰＥＴ検出器８０は、うつ伏せの体勢で、乳房がちょうど入るような構造をしている。乳房専用の部位別ＰＥＴ検出器８０の下部は検出器で蓋をするようにしてもよいが、図では開放化している。図９は、ちょうど、部位別ＰＥＴ装置８０が全身用ＰＥＴ検出器２１４の視野内に入ったところを示しているが、乳房専用の部位別ＰＥＴ検出器８０の下部を開放化しておけば、たとえば６Ｂに示すような乳房以外にある陽電子放出核種から発生した消滅放射線８Ｂも、部位別ＰＥＴ検出器８０にさえぎられることなく、全身用ＰＥＴ検出器２１４にて計測可能となる。また、例えば６Ａに示す乳房内の陽電子放出核種から発生した消滅放射線のうち、８Ａに示すように、部位別ＰＥＴ検出器８０で検出できない方向に飛行した消滅放射線も、全身用ＰＥＴ検出器２１４にて計測可能となる。この場合、部位別ＰＥＴ装置８０と全身用ＰＥＴ検出器２１４の間では、必ずしも同時計数測定が必要にはならないため、システム構成としては、図４に示した方法ＡからＤのうち、いずれでもよい。
【００６４】
一方図１０は、乳房専用の部位別ＰＥＴ検出器８０の下部にも検出器を敷き詰めた第３実施形態である。たとえば６Ｂに示すような乳房以外にある陽電子放出核種から発生した消滅放射線８Ｂは、部位別ＰＥＴ検出器８０と全身用ＰＥＴ検出器２１４の間で同時計数測定可能である。また、例えば６Ａに示す乳房内の陽電子放出核種から発生した消滅放射線のうち、８Ａに示すようなものも、部位別ＰＥＴ検出器８０と全身用ＰＥＴ検出器２１４の間で同時計数測定可能となる。この場合、部位別ＰＥＴ装置８０と全身用ＰＥＴ検出器２１４の間で、同時計数測定が必要になるため、システム構成としては、図４に示した方法ＣまたはＤとする必要がある。
【００６５】
図１１は、図９または図１０に示した乳房専用の部位別ＰＥＴ検出器８０について、別角度から見た検出器配置を示す。図１１(a)は、円筒形の検出器を左右の乳房に合わせて配置したもの、図１１(b)は図１１(a)を変形したもので、２つの円筒の接点付近において検出器が共通化されている。図１１(c)は、四角形の筒状に並んだ検出器を左右の乳房に合わせて配置したもの、図１１(d)は、同じく四角形の筒状であるが、左右の乳房を一度に覆うようにした配置である。図１１(e)は、２枚の平面状のＰＥＴ検出器で、乳房をはさむようにする形態、図１１(f)は図１１(e)を変形し、左右の乳房それぞれに合わせて、検出器が分離している形態を示す。
【００６６】
なお、ベッド２０がスライドするのではなく、ベッド２０を固定して、全身用ＰＥＴ装置６０をスライドするようしてもよい。
【実施例】
【００６７】
以下は、ＰＥＴ／ＭＲＩ装置に、本発明を応用した実施例である。【００６８】
図１２（ａ）（正面図）及び（ｂ）（側面から見た断面図）に示す如く、測定ポート（ここでは患者ポート）３０２を有するＭＲＩ装置３００と、前記患者ポート３０２の内径より小さな外径を有する全身用ＰＥＴ検出器２１４と、全身用ＰＥＴ検出器２１４の内径より小さな外径を有する頭部用ＰＥＴ検出器２１２により構成される。頭部用ＰＥＴ検出器２１２がベッド２０に固定される一方、全身用ＰＥＴ検出器２１４は、ＰＥＴ検出器移動装置２２０によりベッド２０とは独立に水平方向に移動可能とされている。図において、３２０は患者ポート３０２内でＰＥＴ検出器２１４を支持するローラ、２２０は全身用ＰＥＴ検出器移動装置である。【００６９】
頭部視野Ｈ＋胴体視野Ｂで表されるＰＥＴ視野は、ＭＲＩ装置３００の有効測定視野（ＭＲＩ視野と称する）Ｍよりも広く、頭部用ＰＥＴ検出器２１２と全身用ＰＥＴ検出器２１４を異なる速度でスライドさせることによって、ＰＥＴ視野よりもさらに広い視野Ｆを、ＰＥＴとＭＲＩでほぼ同時撮影することを可能にした構成である。ここで、頭部用ＰＥＴ検出器２１２とベッド２０は一体化して速度Ｖｂでスライドし、胴体用ＰＥＴ検出器２１４は速度Ｖｐでスライドするとする。【００７０】
図において、３０４は、ＭＲＩ装置３００用のＲＦコイルである。ＲＦコイル３０４の患者背中側の部分は、クッション２４と一体化していても良い。【００７１】
前記ＰＥＴ検出器２１２、２１４としては、ＭＲＩの磁場環境下でも安定に動作するもの、例えば、光電子増倍管の代わりにＡＰＤ等の半導体受光素子を用いたものや、前述のクリスタルキューブ検出器を用いることができる。【００７２】
前記ＲＦコイル３０４は、ＰＥＴ視野Ｐと同様に、体軸視野をほぼカバーするように設置されている。このＲＦコイル３０４は、患者１０に近付けた方が信号のＳ／Ｎ比が高まることに加え、ＰＥＴ検出器２１２、２１４からの電気的ノイズ等を避けるためにも、ＰＥＴ検出器２１２、２１４より内側（内径内）に設置する。なお、消滅放射線はＲＦコイルを透過し易いため、ＲＦコイル３０４の存在がＰＥＴ測定に与える影響は限られる。【００７３】
なお、ベッド移動装置２２によるベッド２０の移動速度は、一定でも良いし、ステップアンドシュートでも良い。【００７４】
検査開始から検査終了までの移動状態を図１３に示す。ここで、ベッド移動速度Ｖｂ、ＰＥＴ検出器移動速度Ｖｐ共にそれぞれ一定速度と仮定し、ＭＲＩ測定時間＝ＰＥＴ測定時間＝Ｔと仮定すると、ＶｐおよびＶｂは次式で表される。【００７５】
Ｖｐ＝（Ｂ＋Ｈ−Ｍ）／Ｔ          …（１）
Ｖｂ＝（Ｆ−Ｍ）／Ｔ              …（２）
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、測定対象の特定部位にＰＥＴ検出器を近接させて高感度化を図ると共に、広い視野を画像化できる近接撮影型ＰＥＴ装置およびシステムとして有用である。
【符号の説明】
【００７７】
６…陽電子放出核種
８…消滅放射線
１０…患者（測定対象）
２０…ベッド
２１…ガイドレール
２２…ベッド移動装置
２６…ベッド上下機構
５０…固定ベルト
６０…全身用ＰＥＴ装置
６２…全身用ＰＥＴ装置の患者ポート（測定ポート）
６４、７４…放射線位置演算器
６６、７６…同時計数回路
７０…頭部用ＰＥＴ装置
８０…乳房用ＰＥＴ装置
２１２…頭部用ＰＥＴ検出器
２１４…全身用ＰＥＴ検出器
２２０…全身用ＰＥＴ検出器移動装置
４００…画像再構成装置
５００…データ収集装置
５１０…同時計数装置
Ｂ…胴体ＰＥＴ視野
Ｈ…頭部ＰＥＴ視野
【図１】
2011125212.tif 000003
【図２】
2011125212.tif 000004
【図３】
2011125212.tif 000005
【図４】
2011125212.tif 000006
【図５】
2011125212.tif 000007
【図６】
2011125212.tif 000008
【図７】
2011125212.tif 000009
【図８】
2011125212.tif 000010
【図９】
2011125212.tif 000011
【図１０】
2011125212.tif 000012
【図１１】
2011125212.tif 000013
【図１２】
2011125212.tif 000014
【図１３】
2011125212.tif 000015
【国際調査報告】
2011125212.tif 000016
2011125212.tif 000017
2011125212.tif 000018
2011125212.tif 000019